Apskalojot ūdens turbīnu ar potenciālo jeb kinētisko enerģiju, ūdens turbīna sāk griezties. Ja ģeneratoru savienojam ar ūdens turbīnu, ģenerators var sākt ražot elektrību. Ja paaugstinām ūdens līmeni, lai apskalotu turbīnu, turbīnas ātrums palielināsies. Tāpēc, jo lielāka ir ūdens līmeņa starpība, jo lielāku kinētisko enerģiju iegūst turbīna un jo lielāka ir pārveidojamā elektriskā enerģija. Šis ir hidroenerģijas pamatprincips.
Enerģijas pārveidošanas process ir šāds: augšupējā ūdens gravitācijas potenciālā enerģija tiek pārveidota ūdens plūsmas kinētiskajā enerģijā. Kad ūdens plūst caur turbīnu, kinētiskā enerģija tiek pārnesta uz turbīnu, un turbīna darbina ģeneratoru, lai tas pārvērstu kinētisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Tātad tas ir mehāniskās enerģijas pārveidošanas process elektriskajā enerģijā.
Hidroelektrostaciju atšķirīgo dabisko apstākļu dēļ hidroģeneratoru agregātu jauda un ātrums ir ļoti atšķirīgs. Parasti mazie hidroģeneratori un ātrgaitas hidroģeneratori, ko darbina impulsa turbīnas, pārsvarā izmanto horizontālas konstrukcijas, savukārt lielie un vidēja ātruma ģeneratori pārsvarā izmanto vertikālas konstrukcijas. Tā kā lielākā daļa hidroelektrostaciju atrodas tālu no pilsētām, tām parasti ir jāpiegādā slodzes pa garām elektropārvades līnijām, tāpēc energosistēma izvirza augstākas prasības hidroģeneratoru darbības stabilitātei: rūpīgi jāizvēlas motora parametri; Rotora inerces momenta prasības ir lielas. Tāpēc hidroģeneratora izskats atšķiras no tvaika turbīnu ģeneratora. Tā rotora diametrs ir liels un garums īss. Hidroģeneratoru agregātu iedarbināšanai un pieslēgšanai tīklam nepieciešamais laiks ir relatīvi īss, un darbības dispečerizācija ir elastīga. Papildus vispārējai enerģijas ražošanai tas ir īpaši piemērots maksimālās slodzes samazināšanas agregātiem un avārijas rezerves agregātiem. Ūdens turbīnu ģeneratoru agregātu maksimālā jauda ir sasniegusi 700 000 kilovatus.
Runājot par ģeneratora principu, vidusskolas fizikā tas ir ļoti skaidrs, un tā darbības princips ir balstīts uz elektromagnētiskās indukcijas likumu un elektromagnētiskā spēka likumu. Tāpēc tā uzbūves vispārējais princips ir izmantot atbilstošu magnētisko vadītspēju un vadošus materiālus, lai izveidotu magnētisko ķēdi un ķēdi savstarpējai elektromagnētiskajai indukcijai, lai ģenerētu elektromagnētisko jaudu un sasniegtu enerģijas pārveidošanas mērķi.
Ūdens turbīnu ģeneratoru darbina ūdens turbīna. Tā rotors ir īss un resns, iekārtas iedarbināšanai un pieslēgšanai tīklam nepieciešamais laiks ir īss, un darbības dispečerizācija ir elastīga. Papildus vispārējai elektroenerģijas ražošanai tas ir īpaši piemērots pīķa slodzes samazināšanai un avārijas rezerves iekārtām. Ūdens turbīnu ģeneratoru bloku maksimālā jauda ir sasniegusi 800 000 kilovatus.
Dīzeļģeneratoru darbina iekšdedzes dzinējs. To ir ātri iedarbināt un viegli darbināt, taču tā elektroenerģijas ražošanas izmaksas ir augstas. To galvenokārt izmanto kā avārijas rezerves barošanas avotu vai apgabalos, kur nesniedzas lielais elektrotīkls, un mobilās elektrostacijas. Jauda svārstās no vairākiem kilovatiem līdz vairākiem kilovatiem. Griezes momenta izeja uz dīzeļdzinēja vārpstas ir pakļauta periodiskai pulsācijai, tāpēc ir jānovērš rezonanse un vārpstas lūzuma negadījumi.
Hidroģeneratora ātrums noteiks ģenerētās maiņstrāvas frekvenci. Lai nodrošinātu šīs frekvences stabilitāti, ir jāstabilizē rotora ātrums. Lai stabilizētu ātrumu, galvenā dzinēja (ūdens turbīnas) ātrumu var regulēt slēgtas cilpas vadības režīmā. Nosūtāmās maiņstrāvas frekvences signāls tiek ņemts nolasīts un padots atpakaļ vadības sistēmai, kas kontrolē ūdens turbīnas virzošās lāpstiņas atvēršanās un aizvēršanās leņķi, lai kontrolētu ūdens turbīnas izejas jaudu. Izmantojot atgriezeniskās saites vadības principu, var stabilizēt ģeneratora ātrumu.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 8. oktobris
